Produrre elettricità ed acqua calda con un rendimento del 90% grazie al solare termofotovoltaico

Produrre elettricità ed acqua calda con un rendimento del 90% grazie al solare termofotovoltaico

L’Università di Houston ha messo a punto un sistema in grado di ridurre le perdite di energia e massimizzare la resa degli impianti termofotovoltaici fino al 90%

di pubblicata il , alle 16:45 nel canale Energie Rinnovabili
 

A metà strada fra un impianto fotovoltaico, che produce energia elettrica, e uno solare, per avere acqua calda sanitaria, il termofotovoltaico (STPV) è un sistema in grado di ottenere da un unico impianto la produzione sia di energia termica sia di elettricità grazie all’utilizzo di pannelli ibridi composti da celle fotovoltaiche nella parte superiore e percorse sul retro da una serpentina entro cui scorre del liquido antigelo.

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Dietro a questa invenzione c’è un’attenta osservazione del comportamento delle celle fotovoltaiche: la quota di irradiamento solare che i pannelli non sono in grado di convertire resta intrappolata nella cella e va ad aumentarne la temperatura (con conseguente perdita di efficienza di conversione) da qui l’idea di recuperare questo calore, raffreddando la cella fotovoltaica e producendo al contempo sia energia termica che elettrica.

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Grazie a questa natura ibrida l’STPV è in grado, teoricamente, di superare il limite di Shockley-Quisser (ovvero il limite teorico dell’efficienza di una cella fotovoltaica, che si attesta al 33%) arrivando a quello di un corpo nero (un oggetto ideale che assorbe tutta la radiazione elettromagnetica incidente senza rifletterla) pari all’85,4% , ma oggi c’è chi sostiene che questa tecnologia possa puntare molto oltre, ovvero al 90%.

Il professore Bo Zhao e la ricercatrice Sina Jafari Ghalekohneh, co-autori di un paper che integra un articolo pubblicato sulla rivista Physical Review Applied lo scorso anno, hanno realizzato una nuova architettura per lo strato intermedio dell’STPV in grado di ridurre le perdite di energia e di rendere l’impianto molto più efficiente "In questo lavoro, mostriamo che il gap di efficienza è causato dall’inevitabile retro-emissione dello strato intermedio verso il sole, risultante dalla reciprocità del sistema. Proponiamo sistemi STPV non reciproci che utilizzano uno strato intermedio con proprietà radiative non reciproche", ha affermato Zhao. "Un tale strato può sostanzialmente sopprimere la sua emissione posteriore al sole e incanalare un flusso di fotoni più grande verso la cella. Intendiamo pertanto dimostrare che con tale miglioramento, il solare termofotovoltaico non reciproco può raggiungere il limite di Landsberg e i sistemi pratici di STPV con cella fotovoltaica a giunzione singola possono anche sperimentare un significativo aumento dell’efficienza".

Ma non solo: questa tecnologia porta come ulteriori vantaggi come la possibilità, qualora venisse collegata a un’unità di accumulo termico di generare elettricità h24.

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51 Commenti
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TorettoMilano04 Ottobre 2022, 16:48 #1
quante belle notizie ultimamente, ottimo
Marok04 Ottobre 2022, 16:56 #2
È palese l'assurdità del discorso. Accoppiare due tecnologie in cui entrambe hanno limiti vicini al 30% ciascuna e credere che accoppiandole si possa arrivare all'80/90%.... Sarebbe già un risultato stratosferico la somma delle due efficienze (cosa impossibile visto che una sottrae inevitabilmente energia all'altra utilizzando la stessa fonte per produrre ognuno il proprio tipo di energia), ma addirittura aumentare la singola efficienza in nome di non so quale legge fisica è la cosa più antiscientifica che si possa dire e pensare. Non ho letto la fonte per cui do il beneficio del dubbio e il 90% potrebbe essere l'efficienza del sistema accoppiato ipotizzando come 100% l'efficienza dei sistemi singoli, avrebbe molto più senso
euscar04 Ottobre 2022, 17:00 #3
Sono tecnologie che esistono da decenni. Sicuramente nel tempo si sono evolute, ma se ne parla dagli anni '70.

E' questo che mi fa rabbia: ci vuole una crisi energetica per spingere le persone ad investire nelle rinnovabili
Se negli ultimi 40 anni l'italia avesse investito in queste tecnologie (insieme a tutte le altre green) ora saremmo autonomi dal punto di vista energetico.
Ma invece decenni di sovvenzioni (=mazzette) ai politici da parte delle multinazionali degli idrocarburi ci hanno portato alla situazione attuale
TorettoMilano04 Ottobre 2022, 17:03 #4
Originariamente inviato da: Marok
È palese l'assurdità del discorso. Accoppiare due tecnologie in cui entrambe hanno limiti vicini al 30% ciascuna e credere che accoppiandole si possa arrivare all'80/90%.... Sarebbe già un risultato stratosferico la somma delle due efficienze (cosa impossibile visto che una sottrae inevitabilmente energia all'altra utilizzando la stessa fonte per produrre ognuno il proprio tipo di energia), ma addirittura aumentare la singola efficienza in nome di non so quale legge fisica è la cosa più antiscientifica che si possa dire e pensare. Non ho letto la fonte per cui do il beneficio del dubbio e il 90% potrebbe essere l'efficienza del sistema accoppiato ipotizzando come 100% l'efficienza dei sistemi singoli, avrebbe molto più senso


non hai letto ma trai conclusioni ben decise, grazie per il tuo contributo
Massimiliano Zocchi04 Ottobre 2022, 17:07 #5
Originariamente inviato da: Marok
È palese l'assurdità del discorso. Accoppiare due tecnologie in cui entrambe hanno limiti vicini al 30% ciascuna e credere che accoppiandole si possa arrivare all'80/90%.... Sarebbe già un risultato stratosferico la somma delle due efficienze (cosa impossibile visto che una sottrae inevitabilmente energia all'altra utilizzando la stessa fonte per produrre ognuno il proprio tipo di energia), ma addirittura aumentare la singola efficienza in nome di non so quale legge fisica è la cosa più antiscientifica che si possa dire e pensare. Non ho letto la fonte per cui do il beneficio del dubbio e il 90% potrebbe essere l'efficienza del sistema accoppiato ipotizzando come 100% l'efficienza dei sistemi singoli, avrebbe molto più senso


Sono sicuro che tu ne sai di più di due ricercatori accreditati dell'Università di Houston
najmarte04 Ottobre 2022, 17:10 #6
Originariamente inviato da: Marok
È palese l'assurdità del discorso. Accoppiare due tecnologie in cui entrambe hanno limiti vicini al 30% ciascuna e credere che accoppiandole si possa arrivare all'80/90%.... Sarebbe già un risultato stratosferico la somma delle due efficienze (cosa impossibile visto che una sottrae inevitabilmente energia all'altra utilizzando la stessa fonte per produrre ognuno il proprio tipo di energia), ma addirittura aumentare la singola efficienza in nome di non so quale legge fisica è la cosa più antiscientifica che si possa dire e pensare. Non ho letto la fonte per cui do il beneficio del dubbio e il 90% potrebbe essere l'efficienza del sistema accoppiato ipotizzando come 100% l'efficienza dei sistemi singoli, avrebbe molto più senso


Beh, direi che a questo punto puoi sottoporre il paper a review e contestare tutto, vedo che sei un espertone.
Eraser|8504 Ottobre 2022, 17:20 #7
non solo, se poi l'energia prodotta venisse usata da una pompa di calore geotermica, potresti contare sempre su un CoP molto alto, anche quando fa molto caldo o molto freddo.
aqua8404 Ottobre 2022, 17:27 #8
Originariamente inviato da: euscar
E' questo che mi fa rabbia: ci vuole una crisi energetica per spingere le persone ad investire nelle rinnovabili

scusa eh ma se va "tutto" bene, e la corrente mi costa 20cent, il gas costa poco.... ma per quale motivo devo mettermi a spendere dei MILLE Euro per farmi la casa che va tutta con il Sole ?
oppure 10-20 anni fa dovevo già pensare che con la scusa di una nuova guerra mi aumentavano i prezzi di qualunque cosa ??

sempre facile fare certi ragionamenti DOPO
euscar04 Ottobre 2022, 17:32 #9
Originariamente inviato da: aqua84
scusa eh ma se va "tutto" bene, e la corrente mi costa 20cent, il gas costa poco.... ma per quale motivo devo mettermi a spendere dei MILLE Euro per farmi la casa che va tutta con il Sole ?
oppure 10-20 anni fa dovevo già pensare che con la scusa di una nuova guerra mi aumentavano i prezzi di qualunque cosa ??

sempre facile fare certi ragionamenti DOPO


Perché da che mondo è mondo gli idrocarburi sono la principale causa delle guerre degli ultimi cento anni e dipendere dagli altri non è mai cosa buona.
Si vede che la crisi arabo-israeliana di inizio '70 non ha insegnato niente

Lo stesso vale per il nucleare, che se ne dica.
aqua8404 Ottobre 2022, 17:54 #10
Originariamente inviato da: euscar
Perché da che mondo è mondo gli idrocarburi sono la principale causa delle guerre degli ultimi cento anni e dipendere dagli altri non è mai cosa buona.
Si vede che la crisi arabo-israeliana di inizio '70 non ha insegnato niente

Lo stesso vale per il nucleare, che se ne dica.

Seeeee va bè...

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